Navoiy davlat konchilik instituti erkayev a. U., Reymov a. M., Nurmurodov t. I., Umirov f. E

6.1. FTORSIZLANGAN FOSFATLAR

Ftorsizlangan fosfatlar, ftorning HF+SiF₄ tarzidagi (tarkibida HF ko‘p bo‘lgan) aralashmasini gazli fazaga yo‘qotilishi bilan birgalikda olib boriladigan tabiiy fosfatlarni termik qayta ishlash yo‘li orqali olinadi. Termik parchalanishda fosfatlar suv bug‘i ishtirokida nisbatan tez va to‘la ftorsizlanadi. 1400-1550°C da apatitni gidrotermik qayta ishlash, dastlab, kristall panjaradagi ftorning gidroksid guruhi bilan almashishiga:
Ca₅(PO₄)₃F + H₂O = Ca₅(PO₄)₃(OH) + HF so‘ngra esa, gidroksigapatitning parchalanishiga:
2Ca₅(PO₄)₃(OH) = 2Ca₃(PO₄)₂ + 4CaO*P₂O₅* H₂O
olib keladi.
Parchalanish mahsulotlari limon kislotada eruvchi α-trikalsiyfosfat va tetrakalsiyfosfatdan iboratdir. Trikalsiyfosfat ikki xil - α va β modifikatsiyada mavjud bo‘ladi, ularning bir-biriga aylanish nuqtasi 1180⁰C ga tengdir. Bu haroratdan pastda uzlashmaydigan β -modifikatsiya, yuqrida esa uzlashuvchan (limonli va sitratli eruvchan) amorf α-modifikatsiya turgun (stabil) bo‘ladi. Amorf trikalsiyfosfatning α -shaklini uni tez sovutish (toblash) orqali saqlab qolish mumkin.
Kremnezem ishtirokida α -shaklning β -shaklga o‘ish harorati pasayadi va bu o‘ishning tezligi ham shuncha sekinlashadi, natijada mahsulot - xattoki zavoda suyuqlanmani sekin sovutilganda ham uzining qimmatli xossasini yo‘qotmaydi.
Ftorsizlanish jarayoni esa birmuncha tezlashadi, chunki kremnezem apatitning kristall tuzilishini buzish xususiyatiga egadir; bunda shixtadagi kremnezemning miqdoriga bog‘liq xolda, turli tarkibdagi kalsiy fosfat va silikatlarning qattiq eritmalari - silikofosfatlari hosil bo‘ladi. Masalan, gidroksidapatitning parchalanishida kremnezem:
2Ca₅(PO₄)₃(OH) + 0,5SiO₂ = 3Ca₃(PO₄)₂ + 0,5Ca₂ SiO₄ + H₂O
reaksiya bo’yicha ishtirok etadi.
Apatitning kremnezem ishtirokida gidrotermik parchalanishini umumiy ko‘rinishda quyidagicha ifodalash mumkin:
2nCa₅(PO₄)₃F + mSiO₂ + nH₂O = 10nCaO·ZnP₂O₅·mSiO₂+ 2nHF
Fosfatlarning gidrotermik ftorsizlantirilishi aylanuvchi barabanlarda, siklonli, konvertorli va boshqa pechlarda amalga oshirilishi mumkin. Vodorod bilan boyitilgan yoqilg‘i, masalan tabiiy gaz yoki mazut ishlatilganda suv bug‘ini maxsus uzatilishi talab etilmaydi, chunki yonish mahsulotlarida etarli miqdordagi (14% dan ko‘p) suv bug‘i bo‘ladi.
Apatit konsentrati va 20-25% (apatit massasiga nisbatan) kremnezemdan iborat shixta nisbatan past haroratda suyuqlanadi. Shunday tarkibda kremnezem bo‘lgan shixta suyuqlantirish usuli bilan ftorsizlangan fosfatlar olishda ishlatiladi. Kuydirishda esa, sezilarli darajada suyuq faza hosil bo‘lishidan qutilish uchun undagi kremnezem miqdorini oshirish yoki kamaytirish kerak. AQSH da shixtaga umumiy massaning 50% gacha kremnezem qo‘shiladi, ya’ni bir xil miqdordagi fosforit va qum aralashtiriladi. Bunda olingan mahsulot 20% gacha limon kislotada eriydigan P₂O₅ tutadi.
MDX da kuydirish bilan fosfatlarning gidrotermik ftorsizlantirilishi kremnezem (qum)ning oz miqdorda qo‘shilishi yoki kremnezemsiz amalga oshiriladi, ammo ular ftorsizlangan fosfor kislota bilan CaO P₂O₅ = 3 molyar nisbatda (fosfat massaning 4-6% i miqdorida) namlanadi va pechdagi changlanishni kamaytirish uchun donadorlanadi. Fosfat kislota ishtirokida jarayonning harorati 1380-1420⁰C gacha pasayadi. Yuqorida keltirilgan ftorsizlanish reaksiyasidan tashqari, reaksiya ham sodir bo‘ladi. Bu reaksiyaning umumiy ko‘rinishidir.
3Ca₅(PO₄)₃F + H₃PO₄ = 5Ca₃(PO₄)₂ + 3HF
Reagentlar aralashtirilishidan, dastlab monokalsiyfosfat hosil bo‘ladi, so‘ngra haroratning ko‘tarilishi natijasida kalsiy meta- va polifosfatlarga aylanadi va ularning uzaro ta’sirlashuvidan esa trikalsiyfosfat hosil bo‘ladi. Fosfat kislotasining qo‘shilishi ftorsizlanishni tezlashtiradi va mahsulotdagi P₂O₅ miqdorini oshiradi. Oson suyuqlanuvchi fosforitlar (masalan, Qoratog‘ va Qizilkum fosforit) larining fosfot kislota bilan namlanishi ularning suyuqlanishi haroratini oshiradi. Bu shunday fosforitlarni aylanuvchi pechlarda 1250 - 1300⁰C haroratda kuydirish orqali ftorsizlantirish imkonini beradi. Oson suyuqlanuvchi fosforitlarni ftorsizlantirishning boshqa usulida ular siklonli yoki konvertorli pechlarda 1500 - 1600⁰C da suyuqlantiriladi.
Aylanuvchi pechlarda ftorsizlangan fosfotlar olish jarayoni quyidagi apatit va qaytarilgan changni fosfot kislota va suv bilan aralashtirish; shixtani danadorlash; donachalarni kuydirish; mahsulotni maydalash; tayyor mahsulotni sovutish, qoplash va iste’molchiga junatish; pechdan chiqadigan o‘txona gazlarini issiqlik yutdirish kozonida sovutish (bug‘ ishlab chiqarish); gazlarni changdan tozalash; o‘txona gazlaridagi ftorli birikmalarni ajratib olish va ularni ftorli mahsulotlarga aylantirish bosqichlardan iboratdir. Aylanuvchi pechning diametri 3,6 m va uzunligi 100 m (tayyor mahsulot buyicha unumdorligi: loyixali - 6 t/s; erishilgani - 7,3 t/s ga teng).